JP2000252537A - 積層型圧電セラミック - Google Patents

積層型圧電セラミック

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JP2000252537A
JP2000252537A JP5171099A JP5171099A JP2000252537A JP 2000252537 A JP2000252537 A JP 2000252537A JP 5171099 A JP5171099 A JP 5171099A JP 5171099 A JP5171099 A JP 5171099A JP 2000252537 A JP2000252537 A JP 2000252537A
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JP
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piezoelectric ceramic
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external electrode
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JP5171099A
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秀明 ▲高▼坂
Hideaki Kosaka
Shigemi Ogura
成実 小椋
Hiroyuki Uchiumi
博行 内海
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NEC Tokin Hyogo Ltd
Original Assignee
Tokin Ceramics Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部電極を内部電極層との導通確保用外部電
極と、積層型圧電セラミックの信号入力または出力用の
導体との導通確保の為の外部電極を同時に形成すること
による、いずれかの目的に合致せず、内部電極層と外部
電極の導通不具合や、外部信号入出力用端子との導通未
完全が発生を防止することができる積層型圧電セラミッ
クを提供すること。 【解決手段】 積層型圧電セラミック10において、外
部電極が、積層型圧電セラミック10の信号入力または
出力用の導体であるリード線7との導通確保のための第
1の外部電極1と、前記第1の外部電極1に接続される
とともに内部電極層3との導通確保用の第2の外部電極
部2とを備えている。この第1の外部電極1と、第2の
外部電極2とは別々の電極材料で形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、加圧により電圧を
生じさせたり、電圧を加えて変位又は力を生じさせる圧
電トランス、圧電振動子、及び圧電アクチュエータ等の
圧電素子に用いられる積層型圧電セラミックの構造に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の積層型圧電セラミック
は、図3に示すような構造を備えている。
【0003】図3を参照すると、積層型圧電セラミック
50は、圧電セラミック層5が上下となるように、圧電
セラミック層5と内部電極層3とを交互に積層し、対向
面の夫々の内部電極層の露出端部を互い違いに絶縁層4
で覆ったのち、この対向面に,積層方向に外部電極51
を形成することによって製造されている。この従来の積
層型圧電セラミックの外部電極51は、内部電極層との
導通確保部分と、積層型圧電セラミックの信号入力また
は出力用の導体との導通確保の為の外部電極部分は、個
別化せずに、同時に形成する技術が用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、従来
技術においては、積層型圧電セラミックの外部電極は、
内部電極層との導通確保用外部電極部分と、積層型圧電
セラミックへの信号入力または出力用の導体との導通確
保の為の外部電極部分は同一電極材料,同一形成条件で
同時に形成されていた。
【0005】従って、内部電極層との導通確保に重点を
おいた電極形成条件では、たとえば、外部信号入力用端
子との導通を半田により確保していた場合、半田付け部
の半田性悪化や半田による外部電極材喰われが発生する
ため導通不具合をおこす様な欠点がある。
【0006】また、積層型圧電セラミックへの信号入力
または出力用の導体との導通確保の為の外部電極51に
たとえば、半田付けにより導通確保を行った場合、半田
部分特性に重点を置くために内部電極層3との導通が未
完全であつたり、電極形成条件が製品特性に合致せずに
特性低下が発生するという欠点を有する。
【0007】したがつて、本発明の技術的課題は、外部
電極を内部電極層との導通確保用外部電極と、積層型圧
電セラミックの信号入力または出力用の導体との導通確
保の為の外部電極を同時に形成することにより、いずれ
かの目的に合致せず、内部電極層と外部電極の導通不具
合や、外部信号入出力用端子との導通未完全が発生を防
止することができる積層型圧電セラミックを提供するこ
とにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも3層の圧電セラミック層と前記圧電セラミック層の
間に設けられた少なくとも2層の内部電極層とを交互に
積層した積層体と、前記積層体の対向する2つの面上に
前記内部電極層の両端を互い違いに夫々接続するように
形成された外部電極とを備えた積層型圧電セラミックに
おいて、前記外部電極は、前記積層型圧電セラミックの
信号入力または出力用の導体との導通確保のための第1
の外部電極と、前記第1の外部電極に接続されるととも
に前記内部電極層との導通確保用の第2の外部電極とを
備え、前記第1の外部電極と前記第2の外部電極とは別
々の電極材料で形成されていることを特徴とする積層型
圧電セラミックが得られる。
【0009】また、本発明によれば、前記積層型圧電セ
ラミックにおいて、前記対向する2つの面に夫々露出し
た前記内部電極層の両端を互い違いに覆うように絶縁層
を設け、前記第2の外部電極は前記絶縁層上に延在して
いることを特徴とする積層型圧電セラミックが得られ
る。
【0010】また、本発明によれば、前記積層型圧電セ
ラミックにおいて、前記内部電極層をその一端が前記対
向する2つの面から夫々露出するように設け、前記第1
の外部電極は前記内部電極層の露出部分を覆うことによ
って接続されていることを特徴とする積層型圧電セラミ
ックが得られる。
【0011】また、本発明によれば、前記いずれかの積
層型圧電セラミックにおいて、前記第1及び第2の外部
電極は、別々の形成方法で形成されていることを特徴と
する積層型圧電セラミックが得られる。
【0012】さらに、本発明によれば、前記いずれかの
積層型圧電セラミックにおいて、前記第1及び第2の外
部電極は、別々の形成条件で形成されていることを特徴
とする積層型圧電セラミックが得られる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
【0014】図1は本発明の実施の形態による積層型圧
電セラミックの斜視図である。また、図2は図1の積層
型圧電セラミックにリード線を接続した状態を示す図で
ある。図1及び図2を参照すると,積層型圧電セラミッ
ク10は、圧電セラミック層5と、内部電極層3とを、
上下面が圧電セラミック層5となるように、交互に積層
して積層体を形成している。積層体は圧電セラミック層
及び導電層の各グリーンシート又はペーストを積層し
て、個々の大きさに切断の後、焼成されたものからな
る。この積層体の最下層の圧電セラミック層5には、積
層型圧電セラミック10の引き出し用の第1の外部電極
1が形成されている。また、この積層体の積層方向の両
側の対向面には、積層方向に交互に絶縁層4が形成され
ている。さらに、絶縁層4が形成された対向面のその上
に、積層方向に延在する第2の外部電極2が夫々形成さ
れており、積層方向に内部電極層3の一端と交互に接続
されている。 ここで,第1の外部電極1は、第2の外
部電極2に接続され、図2に示すように、積層型圧電セ
ラミック10の信号入力または出力用のリード線7と半
田6を介して接続するために用いられている。また、第
2の外部電極2は、積層型圧電セラミック10の内部電
極層3との導通確保のために用いられる。
【0015】ここで,積層型圧電セラミック10の第1
及び第2の外部電極1、2を形成する際に、内部電極層
3との導通確保用の第1の外部電極1と、積層型圧電セ
ラミックへの信号入力または出力用の導体との導通確保
の為の第2の外部電極2を、各々の目的に合った電極材
および電極形成方法・条件にて別々に形成し、各々の外
部電極の一部または全部を接合させ電気的に導通するよ
うに形成されている。
【0016】このような構成の本発明の実施の形態によ
る積層型圧電セラミックによれば、外部電極を形成する
際、積層型圧電セラミック10の信号入力または出力用
の導体との導通確保の為の第1の外部電極1と、内部電
極層3との導通確保用の第2の外部電極2と、各々の目
的に合わせて別々に形成することにより、外部電極の各
部分の目的に合致した外部電極の形成が可能となる。
【0017】次に、本発明の実施の形態による積層型圧
電セラミックの製造の具体例について説明する。
【0018】図1を参照して,積層体を、圧電セラミッ
ク層5を形成する圧電セラミックグリーンシートと内部
電極層3を形成する導電体ペースト又は導電体シーとを
交互に積層して、個々の大きさに切断した後、1000
〜1400℃の温度で焼成して形成する。次に、ガラス
層もしくは樹脂層で、積層体の対向面に内部電極層の両
側の露出部を積層方向に交互に覆い絶縁層4を形成す
る。絶縁層4がガラス層の場合には焼成によるが、樹脂
の場合には、夫々の樹脂の特性に応じて、固化形成され
る。
【0019】次に、絶縁層4が形成された積層体に、外
部信号入力または出力用の第1の外部電極1を、銀−パ
ラジウム(Ag−Pd)電極を900℃の焼成にて形成
し,次に、内部電極層3が1層おきに対向極性となるよ
う絶縁体層4を形成し、その後、内部電極層3との導通
確保用の第2の外部電極2に、銀(Ag)電極を500
℃の焼成にて形成を行った。また、積層体の夫々の対向
面において、第1及び第2の外部電極1、2は、各々の
電極の端部で重なる様に形成し、重なった部分で電気的
に接続されている。
【0020】また、図2に示す様に、外部信号入力また
は出力用導体にリード線7を使用し、リード線と外部信
号入力または出力用の外部電極1との接続は半田6にて
行った。
【0021】また、比較のために、図3に示す従来の積
層型圧電セラミックも製造した。この比較例は、絶縁層
4形成後、本発明での実施の形態で使用した、銀電極を
同様の500℃の焼成にて形成したもの、および、銀−
パラジウム電極を同様に900℃の焼成で形成したもの
を使用した。
【0022】下記表1は、積層型圧電セラミックの信号
入力または出力用の導体7と外部電極2を半田6て接続
した際の、電極材料および形成条件での強度比較を行っ
た結果を示している。試料は、本発明の実施の形態によ
る電極形成条件で製造したもので半田は、銀−パラジウ
ムからなる第1の外部電極1部分に行った。また、比較
用の銀のみで形成したものには、外部信号入力または出
力用の外部電極1に相当する部分に、半田6で接続し
た。なお、試料を150℃で1000時間放置した後
に、1kgの力でリード線7を引っ張った際に、積層型
圧電セラミックから外部電極が剥離した数量を求めた。
【0023】
【表1】
【0024】表1より、銀電極では、高温放置後の強度
が低下していることが確認された。.なお、リード線の
半田付け直後は1kgで外部電極1が積層型圧電セラミ
ックから取れるものは無かった。
【0025】また、下記表2は、内部電極層との導通確
保用外部電極の電極材料および形成条件で、特性値の比
較を行った結果を示している。表2中の試料は、本発明
の実施の形態の電極形成条件で形成したもので、内部電
極層との導通確保部分の電極材科は銀であり、また、比
較用には、銀−パラジウムのみで形成を行ったものにつ
いて行った。
【0026】
【表2】
【0027】上記表2より銀−パラジウムのみで形成を
行ったものについては、絶縁抵抗が低くなっていること
が確認された。
【0028】よって,第1及び第2の外部電極を各々の
部分の目的に合致した電極材料および形成方法・条件で
形成することにより、外部電極に関係する不具合を無く
することが可能である。
【0029】なお、内部電極層3との導通確保用の外部
電極2および、積層型圧電セラミックの信号入力または
出力用の導体との導通確保の為の外部電極1は、2種類
の外部電極の電気的導通が確保でき、更に、積層型圧電
セラミックに対する特性や強度に問題が無く、また、積
層型圧電セラミックへの信号入力または出力用のいかな
る導体に対しても、導体との導通確保状態に問題のない
電極材料および形成方法・条件であれば同様の効果が得
られる。
【0030】また、上記実施の形態において、内部電極
層3の両端を互い違いに覆う絶縁層4からなるように構
成したが、積層体として、内部電極層3の両端が互い違
いに露出しないように、即ち、内部電極層の一端のみを
交互に積層体の対向面に露出させ、その上の第2の外部
電極2を形成することによって,絶縁層4を形成するこ
とを省略することもできる。
【0031】
【発明の効果】以上,本発明によれば、積層型圧電セラ
ミックの信号入力または出力用の導体との導通確保の為
の第1の外部電極と、内部電極層との導通確保用の第2
の外部電極が、各々目的に合致した電極材料および形成
方法・条件で形成されるため、外部電極は、2種類の外
部電極の電気的導通が確保であり、外部電極に関係する
不具合の発生がなくなる利点を持った積層型圧電セラミ
ックの提供が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態における積層型圧電セラミ
ックの外部・電極形成状態を示す斜視図である。
【図2】図1の積層型圧電セラミックに外部信号入力ま
たは出力用端子にリード線を使用し、更に、リード線を
半田により、外部信号入力または出力用端子接続のため
の外部電極に接続した例を示す断面図である。
【図3】従来技術による積層圧電セラミックの外部電極
形成状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 第1の外部電極 2 第2の外部電極 3 内部電極層 4 絶縁層 5 圧電セラミック層 6 半田 7 リード線 51 外部電極

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも3層の圧電セラミック層と前
    記圧電セラミック層の間に設けられた少なくとも2層の
    内部電極層とを交互に積層した積層体と、 前記積層体の対向する2つの面上に前記内部電極層の両
    端を互い違いに夫々接続するように形成された外部電極
    とを備えた積層型圧電セラミックにおいて、前記外部電
    極は、前記積層型圧電セラミックの信号入力または出力
    用の導体との導通確保のための第1の外部電極と、前記
    第1の外部電極に接続されるとともに前記内部電極層と
    の導通確保用の第2の外部電極とを備え、前記第1の外
    部電極と前記第2の外部電極とは別々の電極材料で形成
    されていることを特徴とする積層型圧電セラミック。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の積層型圧電セラミックに
    おいて、前記対向する2つの面に夫々露出した前記内部
    電極層の両端を互い違いに覆うように絶縁層を設け、前
    記第2の外部電極は前記絶縁層上に延在していることを
    特徴とする積層型圧電セラミック。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の積層型圧電セラミックに
    おいて、前記内部電極層をその一端が前記対向する2つ
    の面から夫々露出するように設け、前記第1の外部電極
    は前記内部電極層の露出部分を覆うことによって接続さ
    れていることを特徴とする積層型圧電セラミック。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3の内のいずれかに記載の
    積層型圧電セラミックにおいて、前記第1及び第2の外
    部電極は、別々の形成方法で形成されていることを特徴
    とする積層型圧電セラミック。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4の内のいずれかに記載の
    積層型圧電セラミックにおいて、前記第1及び第2の外
    部電極は、別々の形成条件で形成されていることを特徴
    とする積層型圧電セラミック。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009218311A (ja) * 2008-03-10 2009-09-24 Nec Tokin Corp 積層型圧電アクチュエータ

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